CN206936474U - 一种液压剪的液压系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种液压剪的液压系统，包括液压油箱、液压动力系统以及与液压剪连接的剪切液压缸，液压油箱、液压动力系统和剪切液压缸连接在液压主回路中，还包括：液压切断阀组，连接在液压主回路中，使主回路导通或切断实现换向；液压换向阀，用于控制液压切断阀组的通断。采用容积调速的原理，液压切断阀组连接在液压油箱与剪切液压缸之间，作为开关阀使用，而液压油流经液压切断阀组基本上没有节流损失，液压换向阀只起控制作用，流经液压换向阀的液压油流量非常小，节流损失小，因此液压剪动作需要多大的力与速度，液压动力系统就提供相对应的压力油与流量，可以最大限度的减少液压剪剪切过程的能量消耗，减少能源的浪费。

Description

一种液压剪的液压系统

技术领域

本实用新型属于冶金设备技术领域，具体涉及一种液压剪的液压系统。

背景技术

液压剪作为金属板带产品加工与后处理线上的重要设备，目前基本上都是采用液压阀控制，其原理属于节流调速控制。图1所示为现有技术的原理示意图，现有技术中是通过恒压变量泵为液压剪的动力系统，驱动与控制液压剪的液压油压力恒定。根据剪切工艺要求实际进入剪切液压缸的压力油是通过比例换向阀或者调速阀等进行节流调速控制，满足剪切所需的流量与压力，在该节流调速控制环节中造成较大的能量损失。

具体地，由于需要考虑顺利穿带等原因，液压剪上下剪刃的开口度往往较大，而实际上下剪刃重合实施剪切动作的距离(图2中L1)一般只有不到最大行程(图2中L2)的30％，也就是说剪切液压缸的一个剪切动作有70％的行程是空载，这70％的空载行程实际上需要的液压压力较低，这样很大一部分液压能源损失在液压阀的节流调速控制环节中；同时，液压剪在回程的过程中也完全是空载，需要的压力很低，同样存在较大的液压油节流损失；此外，液压剪在一个或者多个剪切动作完成以后，需要等待下一批的剪切指令，这段时间虽然液压剪没有流量需求，不存在液压剪本身的节流能量损失，而这种工况下，需要液压动力系统保持有恒定的液压源，一般采用异步电机和恒压变量泵来实施，此时异步电机也是在额定转速下运转，存在大量的功率损失。以上三个主要方面的能量损失，占液压剪控制系统能量的50％以上，也就是说常规的液压剪有近一半的能源被浪费。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种液压剪的液压系统，结构简单，减少能源浪费。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型技术方案如下：

一种液压剪的液压系统，包括液压油箱、液压动力系统以及与液压剪连接的剪切液压缸，所述液压油箱、液压动力系统和剪切液压缸连接在液压主回路中，还包括：

液压切断阀组，连接在液压主回路中，用于使主回路导通或切断；

液压换向阀，用于控制液压切断阀组的通断。

采用上述结构，该液压系统采用容积调速的原理，液压切断阀组连接在液压油箱与剪切液压缸之间，作为开关阀使用，而液压油流经液压切断阀组基本上没有节流损失，液压换向阀只起控制作用，流经液压换向阀的液压油流量较小，节流损失小，因此液压剪动作需要多大的力，液压动力系统就提供相对应的压力油与流量，可以最大限度的减少液压剪剪切过程的能量消耗，减少能源的浪费。

进一步，所述液压换向阀与液压主回路连接。

进一步，所述液压切断阀组包括第一切断阀、第二切断阀、第三切断阀和第四切断阀，所述剪切液压缸的无杆腔一路经第一切断阀连接至供油管路，另一路经第二切断阀连接至回油管路，所述剪切液压缸的有杆腔一路经第三切断阀连接至回油管路，另一路经第四切断阀连接至供油管路；所述液压换向阀P口连接至供油管路，T口连接至回油管路，A口连接至第二切断阀和第四切断阀的控制位，B口连接至第一切断阀和第三切断阀的控制位。

进一步，所述液压切断阀组为板式阀或插装阀，并带有控制节流孔。

进一步，所述液压动力系统包括伺服驱动器、伺服电机和液压泵，所述液压泵连接在液压主回路中。

其中液压动力系统作为剪切液压缸的动力来源根据剪切需求提供对应压力的液压油，其通过伺服驱动器和伺服电机驱动液压泵来实现剪切液压缸的速度控制；液压动力源通过液压切断阀与液压换向阀的组合，实现对剪切液压缸的动作方向控制，主要有两个动作：剪切与回程；当完成一个周期的剪切动作后，剪切液压缸缩回，处于等待位置，此时液压动力系统停止运转，等待下一次剪切需求后再开始动作。

进一步，所述液压泵为定量泵或变量泵。

进一步，所述液压泵为柱塞泵、齿轮泵或者叶片泵。

进一步，所述剪切液压缸驱动液压剪中上下剪刃的一个或者两个动作完成剪切。

进一步，所述液压换向阀带有控制节流孔，并通过控制液压切断阀组的通断改变液压缸的运动方向。

本实用新型的工作原理如下：

首先，剪切液压缸处于等待位置，此时液压剪的上下剪刃打开至最大开口度以便于被剪切的金属板带顺利穿过液压剪；当被剪切的金属板带穿过液压剪后，节能型液压剪等待剪切的指令，当收到剪切指令后，液压动力系统的伺服驱动器和伺服电机开始运行，带动液压泵开始工作，液压泵输出的液压压力油通过液压切断阀与液压换向阀的控制进入液压缸的无杆腔，从而驱动剪切液压缸进行剪切动作，在液压剪没有实施真正的剪切之前，由于液压缸需要的压力较低，此时伺服电机和液压泵以设定的最高速度运转，剪切液压缸以最大的速度实施剪切动作，当上下剪刃接触到被剪切的板带时，伺服驱动器和伺服电机在设定的扭矩足以满足剪切所需的值，直到完成剪切动作，由于没有节流损失，液压剪动作需要多大的力，液压动力系统就提供相对应的压力油与流量，从达到节能的目的。当一次剪切动作完成后，剪切液压缸需要反向动作从而打开剪刃开口度，此时所需的液压动力油压力较低，通过伺服电机的驱动，液压泵可以输出与之相匹流量的压力油，减少了节流损失，达到节能效果。在一批剪切指令结束后，需要等待下一批剪切动作，此时伺服驱动器和伺服电机可以停止转动，直到接收到下一批剪切指令再开始运转，这段时间也能节约由于电机空转消耗的电力能源。

如上所述，本实用新型的有益效果是：

本实用新型采用容积调速的控制原理，伺服驱动器与伺服电机根据剪切动作的速度、剪切力要求，实时调整泵的驱动转速达到剪切控制的目的；液压换向阀根据剪切控制的动作方向切换剪切液压缸的动作方向，实现一个剪切的周期动作。通过大通径、大流量的液压切断阀实现导通或切断油路，并通过小流量的液压换向阀控制，由于基本上没有节流损失，可以最大限度的减少液压剪剪切过程的能量消耗。此外，液压控制回路简单、方便控制，适合用于包括钢材在内的金属板带的剪切。

附图说明

图1为现有技术的结构原理图；

图2为本实用新型的结构原理图。

零件标号说明

1—液压油箱

2—伺服驱动器

3—伺服电机

4—液压泵

51—第一切断阀

52—第二切断阀

53—第三切断阀

54—第四切断阀

6—液压换向阀

7—剪切液压缸

8—液压剪下剪刃

9—液压剪上剪刃

10—被剪切金属板带

L1—实际剪切行程

L2—液压缸行程

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

实施例

如图2所示，一种液压剪的液压系统，包括液压油箱1、液压剪、液压动力系统、剪切液压缸7液压切断阀组和液压换向阀6，其中剪切液压缸7与液压剪连接，液压油箱1、液压动力系统、液压切断阀组和剪切液压缸7连接在液压主回路中，液压动力系统与液压油箱1连接，为主回路提供压力油；液压切断阀组连接在液压主回路中，用于使主回路导通或切断，起到主回路开关的作用；液压换向阀6用于控制液压切断阀组的通断实现剪切液压缸7动作的换向。

与传统的节流控制不同，本实用新型液压剪采用容积调速的原理，液压切断阀组连接在液压油箱1与剪切液压缸7之间，作为开关阀使用，液压油流经液压切断阀组基本上没有节流损失，液压换向阀6只起控制作用，流经液压换向阀6的液压油流量较小，节流损失小，因此液压剪动作需要多大的力，液压动力系统就提供相对应的压力油与流量，可以最大限度的减少液压剪剪切过程的能量消耗，减少能源的浪费。本例中液压换向阀6与液压主回路连接，其他实施方式中可设置在单独的液压控制回路中。

其中，液压动力系统包括伺服驱动器2、伺服电机3和液压泵4，伺服驱动器2与伺服电机3连接，伺服电机3与液压泵4相连，驱动液压泵4转动，液压泵4连接在液压主回路中，液压泵4通过管路与液压油箱1连接，为整个液压主回路供油。液压换向阀6带有控制节流孔，并通过控制液压切断阀组的通断改变液压缸的运动方向。

液压动力系统作为剪切液压缸7的动力来源根据剪切需求提供对应压力的液压油，其通过伺服驱动器2和伺服电机3驱动液压泵4来实现剪切液压缸7的速度控制；液压动力源通过液压切断阀与液压换向阀6的组合，实现对剪切液压缸7的动作方向控制，主要有两个动作：剪切与回程；当完成一个周期的剪切动作后，剪切液压缸7缩回，处于等待位置，此时液压动力系统停止运转，等待下一次剪切需求后再开始动作。

具体地，液压切断阀组包括第一切断阀51、第二切断阀52、第三切断阀53和第四切断阀54，剪切液压缸7的无杆腔一路经第一切断阀51连接至供油管路，另一路经第二切断阀52连接至回油管路，剪切液压缸7的有杆腔一路经第三切断阀53连接至回油管路，另一路经第四切断阀54连接至供油管路；液压换向阀6P口连接至供油管路，T口连接至回油管路，A口连接至第二切断阀52和第四切断阀54的控制位，B口连接至第一切断阀51和第三切断阀53的控制位。

即：液压油经过液压泵4后分为三条油路，第一油路连接至剪切液压缸7的无杆腔，第一切断阀51设置在第一油路上；第二油路连接至剪切液压缸7的有杆腔，所述第四切断阀54设置在第二油路上；第三油路连接至液压换向阀6的P口；

剪切液压缸7的无杆腔经第四油路连接至回油管路(或液压油箱1)，所述第二切断阀52设置在第四油路上；剪切液压缸7的有杆腔经第五油路连接至回油管路(或液压油箱1)，所述第三切断阀53设置在第五油路上；液压换向阀6的T口经第六油路连接至回油管路(或液压油箱1)。

其中，各液压切断阀为板式阀或插装阀，并带有控制节流孔；液压泵4为定量泵或变量泵，按种类可以为柱塞泵、齿轮泵或者叶片泵。剪切液压缸7驱动液压剪中上下剪刃的一个或者两个动作完成剪切。并且本系统可连接一个或多个剪切液压缸7。

本实施方式的工作流程如下：

首先，剪切液压缸7处于等待位置，当伺服驱动器2收到剪切指令后，驱动伺服电机3开始转动，伺服电机3再驱动液压泵4转动，使得液压泵4从液压油箱1吸取液压油，经过能量转化液压泵4输出压力油；压力液压油通过管路流向液压切断阀组和液压换向阀6，在液压换向阀6的控制下，液压切断阀组只有第一切断阀51和第三切断阀53是可流通的，压力液压油经过第一切断阀51流向剪切液压缸7，从而驱动液压缸动作开始剪切动作；在液压剪下剪刃8与液压剪上剪刃9没有重合、或者重合后没有接触被剪切金属板带10前，由于是空载所以液压压力较低，伺服驱动器2和伺服电机3没有达到设定的转矩，这时以设定的转速驱动液压缸动作，直到剪刃接触被剪切金属板带10，力矩会自动提升至需要的数值，直到完成一次剪切动作，这个过程为限定转速下的力矩控制；液压剪完成剪切到达设定位置后，在液压换向阀6的换向控制下，液压切断阀组只有第二切断阀52和第四切断阀54是可流通，剪切液压缸7开始回程下降直到到达剪切等待位置，这一个过程伺服驱动器2、伺服电机3也是为限定转速下的力矩控制；以上就完成了一次完成的剪切动作，根据需要可以重复多次剪切，完成一批次的剪切任务。当完成一批次剪切任务等待下一批次的剪切指令时，伺服驱动器2、伺服电机3处于停止状态，这样整个液压剪不需要消耗能量，直到下一批次的剪切指令开始。

由于该系统在整个剪切过程中，液压剪动作需要多大的力，液压动力系统就提供相对应的压力油与流量，相对于传统的保证恒定压力的方式，可以最大限度的减少液压剪剪切过程的能量消耗，减少能源的浪费。

为便于理解本方案的节能效果，下面就本系统的能量消耗与传统恒定压力节流控制的方式作对比：

假定一次剪切过程需要100L压力油，整个剪切过程所需时间为50s，实际剪切过程所需压力为14MPA，实际剪切时间为5s；空载行程的时间为45s。

则传统的节流控制方式，由液压泵4提供的压力是恒定的14MPa，并且在整个剪切过程的50s中保持该压力，通过图1中换向阀控制进入液压缸的压力和流量。

采用本液压系统，由于液压剪动作需要多大的力，液压动力系统就提供相对应的压力油与流量，那么在空载的45s内液压泵4只需提供2-4MPa流量为90L的液压油，实际剪切过程中提供的14MPa的液压油为10L。具体对比见下表：

由上表可以看出，本液压系统相对于传统节流控制方式节省了至少持续时间为45s压差为10MPa的液压油。本系统在空载过程中大大降低了电机的转速，减少了能量的消耗，并且在相邻两批次剪切任务的等待过程中，伺服驱动器2和伺服电机3处于停止状态，这样整个液压剪不需要消耗能量，液压换向阀6在控制过程中的节流损失可以忽略不计。

本系统采用容积调速的控制原理，结合大通径、大流量的液压阀换向控制，由于基本上没有节流损失，可以最大限度的减少液压剪剪切过程的能量消耗。此外，液压控制回路简单、方便控制，适合用于包括钢材在内的金属板带的剪切。

任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种液压剪的液压系统，包括液压油箱、液压动力系统以及与液压剪连接的剪切液压缸，所述液压油箱、液压动力系统和剪切液压缸连接在液压主回路中，其特征在于：还包括

液压切断阀组，连接在液压主回路中，用于使主回路导通或切断；

液压换向阀，用于控制液压切断阀组的通断。

2.根据权利要求1所述的一种液压剪的液压系统，其特征在于：所述液压换向阀与液压主回路连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种液压剪的液压系统，其特征在于：所述液压切断阀组包括第一切断阀、第二切断阀、第三切断阀和第四切断阀，所述剪切液压缸的无杆腔一路经第一切断阀连接至供油管路，另一路经第二切断阀连接至回油管路，所述剪切液压缸的有杆腔一路经第三切断阀连接至回油管路，另一路经第四切断阀连接至供油管路；所述液压换向阀P口连接至供油管路，T口连接至回油管路，A口连接至第二切断阀和第四切断阀的控制位，B口连接至第一切断阀和第三切断阀的控制位。

4.根据权利要求1所述的一种液压剪的液压系统，其特征在于：所述液压切断阀组为板式阀或插装阀，并带有控制节流孔。

5.根据权利要求1所述的一种液压剪的液压系统，其特征在于：所述液压动力系统包括伺服驱动器、伺服电机和液压泵，所述液压泵连接在液压主回路中。

6.根据权利要求5所述的一种液压剪的液压系统，其特征在于：所述液压泵为定量泵或变量泵。

7.根据权利要求5所述的一种液压剪的液压系统，其特征在于：所述液压泵为柱塞泵、齿轮泵或者叶片泵。

8.根据权利要求1所述的一种液压剪的液压系统，其特征在于：所述剪切液压缸驱动液压剪中上下剪刃的一个或者两个动作完成剪切。

9.根据权利要求1所述的一种液压剪的液压系统，其特征在于：所述液压换向阀带有控制节流孔，并通过控制液压切断阀组的通断改变液压缸的运动方向。